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![arXiv:1912.01270v3 [quant-ph] 2023 年 3 月 1 日](/simg/g:\will\search\icon\source\b\b8925800e98a19fb58f4c3c02d4e353d3a9dd58f.webp)
arXiv:1912.01270v3 [quant-ph] 2023 年 3 月 1 日
超不可控性是一种特殊的空间量子相关性，可以在存在有限共享随机性的转向场景中观察到。在这项工作中，我们在转向场景中定义了一个可通过实验测量的量来证明超不可控性。在这种场景的随机性认证背景下，我们证明了这种超不可控性的认证为真正的随机性生成量提供了界限。另一方面，超局部性是另一种空间量子相关性，可以在存在有限共享随机性的贝尔场景中观察到。我们确定了不等式来证明贝尔场景中的超局部性，可以采用这些不等式来实现 2 对 1 和 3 对 1 随机访问码。我们观察到，在存在有限共享随机性的情况下，这种超局部性的认证可作为随机访问码的资源。作为我们对超不可控性和超局域性认证的副产品，我们确定了具有量子性的可分离状态的新分类。
多光子态起源之间的片上量子干涉
路径同一性是众多新型量子信息应用的基础，近年来引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们通过实验演示了四光子态的两个不同来源的量子相干叠加，其中多光子受挫干涉由于路径同一性的量子不可区分性而出现。量子态是在一个集成硅光子芯片上的四个概率光子对源中创建的，其中两种组合可以创建光子四联体。分布的四个光子的相干消除和恢复完全由调谐相位控制。实验产生了两种可能创建光子四联体的方式的特殊量子干涉，而不是光子不同固有性质的干涉。除了许多已知的潜在应用之外，这种多光子非线性干涉还为各种基础研究提供了可能性，例如具有多个空间分离位置的非局域性。
统一、快速、可靠的 CMOS 兼容电阻开关存储器
摘要：电阻开关随机存取存储器（RRAM）被视为下一代存储器的潜在候选者之一。然而，获得具有高保持力和耐久性、低变化以及CMOS兼容性等全面优异性能的RRAM器件仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，我们在HfO x 基RRAM中引入插入TaO x 层来优化器件性能。通过成型操作在TaO x 层中形成了坚固的细丝，局域场和热增强效应以及界面调制可以同时实现。因此，RRAM器件具有大窗口（> 10 3 ）、快速开关速度（~ 10 ns）、稳定的保持力（> 72 h）、高耐久性（> 10 8 次循环）以及循环间和器件间优异的一致性。这些结果表明插入TaO x 层可以显著提高HfO x 基器件的性能，为RRAM的实际应用提供了一种建设性的方法。
使用 Kwant 模拟量子传输
无论是通过实验还是理论，散射过程都是探索介观系统动力学的重要工具。具体来说，中子散射和 X 射线散射是常用的实验技术。反过来，理论计算可以深入解释或预测实验结果。在 Kwant 出现之前，解决凝聚态物理中散射问题最流行的方法是实施递归格林函数 (RGF) 算法。该算法于 1981 年首次推出，目的是模拟无序系统和电子传输 [1]，现在已应用于密度泛函理论 [2] 等其他领域。格林函数需要紧密结合模型，例如由具有局域轨道的真实分子组成的晶格 [3]。下面，我将按照参考文献 4 的方法简要讨论格林函数形式，作为 Kwant 基于波函数的方法的序言。首先，单粒子位置自旋表达式为 [5] E − H ( x ) G ( x , x' , E ) = δ ( x − x' ) (1)
量子引力以暗粒子形式局部大规模激发
我们渐近地构造了一个静态球形激发态，该激发态在可重正化量子引力中无奇点，具有无背景性质。其直径由量子引力的关联长度给出，比普朗克长度长 2 个数量级，外部有史瓦西尾。内部的量子引力动力学采用非微扰高阶修正表达式来描述，该表达式假设了动力学在强耦合的边缘消失的物理要求。运行耦合常数是非线性和非局域性的表现，通过将其近似为依赖于径向坐标的平均场来管理。如果质量是普朗克质量的几倍，我们可以建立一个包含运行效应的引力势线性化运动方程组，并获得激发态作为其解。它可能是暗物质的候选者，并将为黑洞物理学提供新的视角。
多层量子点材料中的室温点间相干动力学
摘要：量子技术的全面发展需要易于制备的材料，在这些材料中可以有效地引发、控制和利用量子相干性，最好是在环境条件下。胶体生长的量子点 (QDs) 的固态多层膜非常适合这项任务，因为可以通过调节尺寸、点间连接器和距离来组装电子耦合 QDs 网络。为了有效地探测这些材料的相干性，需要对它们的集体量子力学耦合态进行动态表征。在这里，我们通过二维电子光谱探索了电子耦合的胶体生长的 CdSe QDs 的固态多层膜的相干动力学，并通过详细的计算对其进行了补充。在环境条件下捕获了多个 QD 上非局域化相干叠加态的时间演化。因此，我们为此类固态材料中的点间相干性提供了重要证据，为这些材料在量子技术中的有效应用开辟了新途径。■ 简介
量子引力模拟器的光子实现
摘要。检测引力介导的纠缠可以提供引力场遵循量子力学的证据。我们报告了使用光子平台模拟该现象的结果。该模拟测试了通过使用变量来介导纠缠来探测变量的量子性质的想法，并产生了理论和实验见解，阐明了未来引力实验所需的操作工具。我们采用三种方法来测试纠缠的存在：贝尔测试、纠缠见证和量子态断层扫描。我们还模拟了引力坍缩模型预测的或由于实验装置不完善而导致的替代方案，并使用量子态断层扫描来证明不存在纠缠。模拟强化了两个主要教训：（1）哪些路径信息必须首先编码，然后从引力场中相干地删除；（2）进行贝尔测试可以得出更有力的结论，证明存在引力介导的非局域性。
真实还是不真实，这是个问题……
摘要。我回忆了与约翰·贝尔关于量子力学中现实的讨论。我想向读者介绍贝尔对现实的看法，这对他来说是一个自然的科学家立场。贝尔强烈反对“量子跳跃”，并坚持在量子力学的表述上要清晰，他以严肃和机智的方式宣布“禁言”——两者都是典型的贝尔特征——成为了传奇。我将总结贝尔型实验和大自然的反应，并讨论贝尔的工作对所考虑的物理量、真实实体和非局域性概念的影响。随后，我还解释了一种对量子态含义的完全不同的看法，即信息理论方法，重点关注布鲁克纳和泽林格的工作。最后，我想扩大现实讨论的范围，并将其与“虚拟性”概念进行对比，与量子场论中出现的虚拟粒子的含义进行对比。我将用自己的一些想法来结束这篇论文，这篇论文更像是一篇历史文章而不是一篇哲学文章。
利用纠缠光子违反 CHSH 不等式
2022 年诺贝尔物理学奖授予了阿斯派克特 (Aspect)、克劳泽 (Clauser) 和蔡林格 (Zeilinger)，以表彰他们“对纠缠光子的实验，证明了贝尔不等式的违反并开创了量子信息科学” [1]。在本文中，我们描述了我们自己使用纠缠光子违反 CHSH 不等式（一种贝尔不等式）的实验。我们使用 qutools quED 纠缠演示器仪器通过自发参量下转换产生纠缠偏振光子。我们测量了旋转基底中的光子偏振，并计算出纠缠光子的 CHSH 相关值 | S | = 2.123±0.030>2 和非纠缠光子的 | S | <2。我们还生成了非经典相关曲线，描述了纠缠和非纠缠光子在连续偏振器角度范围内的偏振测量巧合。我们的结果证明了纠缠的非局域性，并阐明了对光子对极化测量的非经典相关性的更好的理解。
量子计算的三大原理
构建量子计算机的意义在于它能够以预测能力对生物进行建模，并提供了控制生命的机会。它的扩展不仅意味着仪器部分的改进，而且主要是数学和软件工具，以及我们对 QC 问题的理解。量子建模的第一个原理是将现实简化为类似于光学腔中 QED 的有限维模型。第二个原理是对所谓的费曼原理（QC 标准公式中的量子比特数）的严格限制。这意味着将退相干完全视为经典建模计算机内存的限制，并随着模型的扩展对量子态希尔伯特空间的工作区域引入相应的渐进限制。第三个原理是不同性质过程的相似性。现实的量子性质体现在这一原理中；它的性质是量子非局域性，这是确保量子物理设备的前景及其相对于经典设备的根本优势的主要特性。